摘要

現(xiàn)如今各領(lǐng)域不斷的進步，促進電力電網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對電力系統(tǒng)運行的安全性以及穩(wěn)定性的要求越來越高，本文提到的智能配電系統(tǒng)監(jiān)控整體解決方案能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行起到有效的保護作用。本文針對大型機場供配電系統(tǒng)特點及供配電系統(tǒng)高可靠性的要求，提出了保護類、監(jiān)測類產(chǎn)品解決方案，包括微機保護裝置、電氣接點溫度在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置和機場智能配電電力監(jiān)控系統(tǒng)等。本文介紹的AM5SE系列微機保護裝置，可以針對長白山機場配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能，并且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班。

關(guān)鍵詞：大型機場；可靠性；微機保護；接點溫度監(jiān)測；電能質(zhì)量監(jiān)測；弧光保護；智能配電電力監(jiān)控；

概述

白山長白山機場位于中國吉林省白山市撫松縣松江河鎮(zhèn)長白山保護開發(fā)區(qū)池西區(qū)，西北距撫松縣縣城15.5千米，東距長白山天池37千米，西距白山市中心99千米，為4D級森林旅游支線機場。2006年7月10日，白山長白山機場開工建設；2008年8月3日，白山長白山機場建成通航；2018年4月，白山長白山機場二期改擴建工程開工。

本項目為長白山機場的二期擴建改造工程，包括機場中心變電站擴建、變配電工藝、場內(nèi)供電、航站區(qū)停車場及道路照明等內(nèi)容。中心變電站新設32臺10kV高壓開關(guān)柜（現(xiàn)有高壓開關(guān)柜搬遷至車庫變電所），更換高壓柜直流操作電源，高壓系統(tǒng)運行方式為：高壓側(cè)為單母線分段，母聯(lián)開關(guān)手動操作。兩路高壓市電進線開關(guān)與一路母聯(lián)開關(guān)之間設電氣聯(lián)鎖，同時只有兩個開關(guān)處于合閘位置。低壓側(cè)為單母線分段，母聯(lián)開關(guān)自動投切。中心變電站現(xiàn)有一套供電系統(tǒng)，改造為包括機場飛行區(qū)助航燈光、航管樓、供水站、消防站等負荷供電，總負荷容量為825kW。擬利舊兩臺1000kVA干式變壓器，對部分低壓配電柜回路負荷調(diào)整，低壓配電柜利舊3面、更換開關(guān)4面、新增3面。本供電系統(tǒng)中，油機供電的負荷容量增加至530kW，擬將現(xiàn)有一臺240kW油機更換為600kW油機。系統(tǒng)運行方式不變，即兩臺變壓器同時運行且互為備用，當市電失電后油機自動投入，要求油機從市電斷電開始、到油機恢復對末端設備供電的時間不大于15s，油機為自投不自復。增加一套供電系統(tǒng)，為機場航站區(qū)其他負荷供電，總負荷容量為648kW。10kV新設兩臺800kVA干式變壓器、9面低壓配電柜。系統(tǒng)運行方式為：兩臺變壓器同時運行，單母線分段。當其中一臺變壓器因故退出后，母聯(lián)開關(guān)合閘，由另一臺變壓器帶全部負荷。

項目需求

為滿足智能配電監(jiān)控的要求，本次中心變電站新建要求在高壓柜裝設微機保護裝置和弧光保護裝置，其中微機保護要求如下：進線柜設三段過流及速斷保護，變壓器柜設帶時限的過電流保護、電流速斷保護、變壓器溫度保護等；弧光保護要求在每面高壓柜母線室裝設弧光探頭，由弧光保護擴展單元采集弧光探頭數(shù)據(jù)至弧光保護主控單元。

本次變電所建設還要求每面高壓柜需裝設智能操控裝置，帶電氣接點無線測溫功能，監(jiān)測斷路器上觸頭、斷路器下觸頭、母排與電纜出線搭接頭等接點處的溫度；為了能提高機場配電的供電質(zhì)量，在10kV總進線柜裝設電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，實時監(jiān)測供電電壓的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)。

針對上述要求，配置對應的產(chǎn)品型號及功能如下：

產(chǎn)品方案

本工程10kV配電工程中心變電站上圖方案如下：

圖3 10kV中心變電站上圖方案（三）

整個10kV中心變電站所設產(chǎn)品型號與數(shù)量如下：

上述變電所共配置27臺AM5SE系列微機保護裝置，32臺ASD320智能操控無線測溫一體裝置，2臺APQM-E電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，1臺弧光保護主控單元ARB5-M，1臺弧光保護擴展單元ARB5-E，32個ARB5-S弧光探頭。

系統(tǒng)需求

為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，主要實現(xiàn)對10kV中心變電站的用電監(jiān)控與管理。

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能如下：

實時監(jiān)測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，可以實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。

圖4 10kV高壓柜配電監(jiān)測界面

1）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。

3）運行報表： 查詢各回路或設備某時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等，報表格式有日報表、月報表、年報表等。

4）實時告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

5）歷史事件查詢：能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警信息進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

6）故障錄波： 能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。

7）事故追憶：能夠自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

8）曲線查詢：能夠查詢實時曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等所有遙測量。

圖5 實時曲線顯示界面

9）用戶權(quán)限管理：設置了用戶權(quán)限管理功能，通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組（如管理員組、工程師組、操作員組等），在每個權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

10）網(wǎng)絡拓撲圖：支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

圖6 網(wǎng)絡拓撲圖

11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。

12）通信管理：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

現(xiàn)在安裝圖片

本項目微機保護裝置、智能操控裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、弧光保護主控單元就地分散安裝在各個高壓開關(guān)柜上，無線測溫傳感器安裝于斷路器上觸頭、斷路器下觸頭、母排與電纜出線搭接頭上，弧光探頭安裝于母線室，現(xiàn)場照片如下：

圖7 安科瑞智能配電監(jiān)控產(chǎn)品在10kV中心變電站配電工程現(xiàn)場安裝圖片

結(jié)語

智能配電監(jiān)控保護類、監(jiān)測類產(chǎn)品解決方案對于供配電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用，尤其是微機保護裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位，它能夠反應設備的故障和不正常工作狀態(tài)并自動迅速地、有選擇性地動作于斷路器將故障設備從系統(tǒng)中切除，保證*設備繼續(xù)正常運行，將事故限制在最小范圍，提高系統(tǒng)運行的可靠性，限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文介紹的AM5SE系列微機保護裝置、電氣接點溫度在線監(jiān)測裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置和Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)等，可以針對長白山機場配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能和監(jiān)測功能，并且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班。